Bajo los auspicios de IMDEA Networks, expertos en Computacion y Redes Cuanticas de todo el mundo se reunieron en Madrid el 17 y 18 de junio de 2009 en el International Seminar on Quanttum Networking para debatir el estatus, la vision y las metas en la investigacion de esta area tan prometedora e innovadora. IMDEA Networks es un instituto de investigacion internacional ubicado en la U. Carlos III de Madrid y centrado en el desarrollo de avances cientificos y tecnilogicos fundamentales en redes de comunicaciones.
Bajo los auspicios de IMDEA Networks, expertos en Computacion y Redes Cuanticas de todo el mundo se reunieron en Madrid el 17 y 18 de junio de 2009 en el International Seminar on Quanttum Networking para debatir el estatus, la vision y las metas en la investigacion de esta area tan prometedora e innovadora. IMDEA Networks es un instituto de investigacion internacional ubicado en la U. Carlos III de Madrid y centrado en el desarrollo de avances cientificos y tecnilogicos fundamentales en redes de comunicaciones.
La ciencia y la tecnología cuánticas están atravesando una fase de desarrollo que no solo está transformando la comprensión de la naturaleza del universo, sino también impulsando avances fundamentales en diversos campos, como la computación cuántica, la criptografía y los sensores cuánticos. Estos avances se basan en los principios de la mecánica cuántica, como la superposición y el entrelazamiento cuántico, que están permitiendo nuevos enfoques en el procesamiento de información, la seguridad y la precisión de mediciones (Nielsen y Chuang, 2010; Gisin et al., 2002). En este documento, se exploran los avances más significativos de la física cuántica y sus aplicaciones tecnológicas emergentes, con un enfoque en cómo estas tecnologías están moldeando el futurode la ciencia, la industria y las interacciones humanas. La computación cuántica tiene el potencial de revolucionar el procesamiento de datos, resolviendo problemas complejos que las computadoras tradicionales no pueden abordar, mientras que la criptografía cuántica promete ofrecer comunicaciones seguras e inviolables a través de la distribución de claves cuánticas (Bennett y Wiesner, 1992). A medida que avanzan estas tecnologías, también surgen importantes retos éticos y sociales. El impacto de la computación cuántica podría generar disrupciones en el empleo y acentuar las desigualdades en el acceso a estas herramientas, mientras que la criptografía cuántica plantea nuevos desafíos en la protección de datos y la privacidad. A su vez, se resalta la importancia de la ciencia y la tecnología cuánticas para el bienestar global, subrayando la necesidad de un desarrollo sostenible y equitativo de estas tecnologías a nivel mundial.
El siglo veinte fue testigo de todos los avances tecnológicos realizados gracias a la aparición y desarrollo de la computación, desde la primera aparición de la computadora, la tecnología fue creciendo y gracias a la alta gama de innovaciones y creaciones se llegó a elaborar complejos Sistemas de Información y de Investigación; sin embargo, la computación tradicional está cumpliendo su “ciclo largo” de vida, dando paso a otros paradigmas tecnológicos; es allí donde aparece la computación y las nubes cuánticas que facilitarán la resolución de problemas científicos más complejos. En este artículo haremos un repaso cronológico del ciclo largo de la computación tradicional, orígenes de la computación en la nube, y finalmente, el surgimiento de la computación y la nube cuántica. Esta investigación se realizó a través de un diseño interpretativo, de tipo documental, el mismo que determinó el procedimiento de selección, acceso y registro de la muestra documental. Como resultado se muestra la evolución de la computación en nube desde sus inicios en el siglo veinte, los diferentes tipos de servicios IaaS (Infrastructure as a Service), PaaS (Platform as a Service) y SaaS (Software as a Service) que brindan actualmente, el nacimiento de la computación cuántica, los actuales proveedores y el futuro que nos espera con esta tecnología
La computación cuántica, que surge a finales del siglo XX, constituye un paradigma revolucionario que desafía los límites de la computación clásica. Basada en qubits capaces de existir en superposición y entrelazamiento, aprovecha las leyes cuánticas para procesar información de forma exponencialmente más eficiente. Este avance promete transformar sectores estratégicos: en criptografía; el algoritmo de Shor amenaza con romper sistemas de seguridad actuales, mientras que el algoritmo de Grover optimiza búsquedas en inteligencia artificial. Además, su potencial abarca la simulación molecular para diseñar materialesinnovadores y la resolución de problemas de optimización compleja. No obstante, persisten los retos técnicos crítico, la escalabilidad de los sistemas, la corrección de errores y la decoherencia cuántica, las cuales todas estas exigen avances en ingeniería y teoría. Estos obstáculos se entrelazan con dilemas éticos, como la vulnerabilidad de datos y la brecha tecnológica global. Para América Latina, esto representa una oportunidad dual: adoptar la tecnología de manera proactiva podría posicionarla en la vanguardia científica, siempre que se priorice la formación de talento humano, la inversión en infraestructura y marcos regulatorios robustos. La integración de la computación cuántica en agendas regionales requiere colaboración multidisciplinaria; donde las estrategias, como laboratorios de investigación conjuntos, alianzas público-privadas y programas educativos enfocados en mecánica cuántica, son esenciales. En un horizonte marcado por la incertidumbre, equilibrar innovación con responsabilidad ética será la clave para que dicha tecnología no solo redefina la gestión del conocimiento, sino que también contribuya a un futuro equitativo. Su éxito dependerá de cómo la sociedad global y en particular regiones en desarrollo naveguen los desafíos técnicos y sociales inherentes a esta nueva era cuántica.
Los sistemas de Internet of Things han crecido mucho en los últimos años, siendo una de las tecnologías más prometedoras en lo que al avance de la Industria 4.0 se refiere. Sin embargo, desde sus comienzos han presentado múltiples vulnerabilidades en su seguridad, facilitando la aparición de ciberataques cuya finalidad iba desde el robo de datos hasta la manipulación del propio comportamiento de la red. La gran variedad de soluciones propuestas ha permitido obtener una protección de las capas inferiores de la infraestructura de Internet of Things en el corto y medio plazo, pero los recientes avances en la construcción de los ordenadores cuánticos han vuelto a poner el foco sobre los problemas de seguridad asociados. Concretamente, ciertos algoritmos cuánticos ponen en jaque los fundamentos matemáticos de los esquemas de criptografía asimétrica más extendidos por el mundo, lo que ha llevado al desarrollo de nuevas alternativas que cubran las necesidades de seguridad futuras. Es fundamental que estas nuevas propuestas se estudien dentro del ámbito de Internet of Things, con el fin de que no vuelvan a surgir los agujeros de seguridad iniciales. Este trabajo comienza realizando una introducción sobre los motivos por los que los nodos de Internet of Things carecen de seguridad, así como una breve explicación sobre el creciente interés en el desarrollo de la computación cuántica y por qué se considera una amenaza potencial para la ciberseguridad. Se mencionan también las distintas soluciones posibles según la tecnología accesible, dividiéndose en tres grandes categorías: criptografía cuántica, semi-cuántica y post-cuántica. La última de ellas, centrada en algoritmos que pueden ser ejecutados por ordenadores clásicos, será la candidata ideal para implementarse en los nodos de las redes inalámbricas de sensores. Posteriormente, se detallan los algoritmos cuánticos que comprometen los estándares de seguridad actuales, siendo los principales el algoritmo de Grover en el caso de la criptografía simétrica, y el algoritmo de Shor en el caso asimétrico. Las conclusiones sobre el impacto de estos algoritmos sobre los distintos estándares, permitirán posteriormente tomar decisiones en las propuestas de seguridad al final del trabajo. Una vez desarrollada la problemática, se estudian las distintas familias de criptosistemas post-cuánticos que se están proponiendo como solución, a la vez que se exponen los diferentes problemas matemáticos sobre los que se construyen. Una búsqueda en detalle sobre las implementaciones previas llevadas a cabo en sistemas embebidos, así como los resultados de las distintas fases en el proceso de estandarización del National Institute of Standards and Technology, permitirán profundizar sobre la viabilidad de aplicar algunos de estos criptosistemas a Internet of Things, y enfocar los siguientes pasos en alguno de los mejores candidatos. Tras la elección del criptosistema NTRU, se procede a describir su funcionamiento dividiéndolo en las tres partes más importantes: generación de las claves pública y privada, cifrado y descifrado. Todos los algoritmos descritos serán implementados mediante el diseño de una biblioteca de código, el cual en su mayor parte se ha escrito en lenguaje C estándar para facilitar la portabilidad entre sistemas. El funcionamiento del mismo será verificado tras ejecutar el criptosistema sobre los nodos Cookie, una plataforma para el desarrollo de redes de Internet of Things diseñada en el propio Centro de Electrónica Industrial de la Universidad Politécnica de Madrid. Esta verificación vendrá acompañada de pruebas experimentales sobre los tiempos de ejecución de los distintos algoritmos involucrados, así como de la caracterización estadística de los resultados obtenidos, estimando el impacto del criptosistema sobre un proceso de comunicación genérico entre dos nodos. Finalmente, se propondrá la mejora del rendimiento de la red bajo la premisa de que la versión de AES con longitud de clave de 256 bits presenta un buen nivel de seguridad post-cuántica, fundamentada principalmente en los estudios sobre los ataques cuánticos previamente citados. La combinación de NTRU y AES con un mecanismo de encapsulación de clave, permitirán mejorar la dinámica de las comunicaciones, reduciendo el tiempo de ejecución de los algoritmos de cifrado en el intercambio de mensajes. Los resultados obtenidos en el cierre del trabajo permitirán definir las pautas a seguir en futuras líneas de investigación, abriendo la posibilidad de que se estudien las diferentes ventajas y desventajas que pueden surgir de implementar en hardware distintas partes del criptosistema empleado, y determinando qué otras alternativas post-cuánticas podrían dar mejores resultados en el paso de un esquema de criptografía simétrica a un cifrado simétrico.
En los últimos años, la física cuántica se volvió un tema recurrente en medios y redes, muchas veces presentado de manera fragmentaria, exagerada o directamente tergiversada.La computación cuántica, en particular, atraviesa el mismo fenómeno: se la describe como una tecnología capaz de resolverlo todo, o como una amenaza inmediata para la seguridad digital, cuando en realidad su desarrollo es aún incipiente y lleno de desafíos.Las encuestas de percepción pública de la ciencia muestran que la ciudadanía confía en la investigación científica, pero reconoce comprender poco sobre áreas complejas como la física y la computación cuántica.El propio título de este artículo, "La revolución cuántica en marcha", reafirma esta perspectiva: se trata de una revolución, sí, pero aún en movimiento, en construcción, lejos de haber alcanzado su meta definitiva.Este texto busca despejar mitos, ordenar la información real y ofrecer un panorama somero pero riguroso sobre qué sabemos, qué podemos esperar y cuál es la verdadera magnitud de esta transformación tecnológica.En este contexto de expectativas y confusión, el Premio Nobel de Física 2025 reconoció avances decisivos en el campo de la computación cuántica.Así se marca un hito que permite diferenciar lo que ya es realidad de lo que aún está en construcción.Para comprender la magnitud de este logro, conviene recordar que la física cuántica describe un mundo submicroscópico donde las reglas del sentido común se desvanecen.El reto es trasladar esos fenómenos invisibles -electrones, fotones-a máquinas visibles y controlables.Igual que un avión no imita el aleteo de un pájaro, una computadora cuántica se construye en un entorno ultracontrolado que permite que lo cuántico se despliegue como tecnología.Para lograrlo se requiere un aislamiento extremo, con dos condiciones fundamentales: temperaturas cercanas al cero absoluto y ausencia de vibraciones.El frío extremo no es un capricho: allí los materiales se vuelven superconductores, es decir, la electricidad circula sin resistencia ni pérdidas, condición indispensable para que los qubits -bits cuánticos que pueden ocupar múltiples estados, más allá del 0 y el 1 clásicos-mantengan su delicado estado de superposición, un principio que se desarrollará más adelante.El silencio frente a vibraciones cumple otra función: evita que Computación cuántica
Paradójicamente se vive una analogía entre las décadas de 1950s cuando se iniciaron los computadores que operaban con transistores y grandes máquinas que cubrían grandes espacios y la década de 2000s en la cual emergen nuevas hipótesis para optimizar el rendimiento del computador cuántico desde la algoritmia hasta los qubits y desde su composición hasta su comportamiento. Hoy en día se han mejorado diferentes aspectos relacionados al mundo cuántico donde se presentan retos como la criptografía, decoherencia, superposición de estados entre otros que son fundamentales para el alcance de este poderoso ordenador. Se han construido máquinas que factorizan pequeñas cifras, sin embargo persisten dificultades en cuanto a la lectura de la información ya que el mundo atómico es un inmenso océano el cual no se ha explorado lo suficiente, cuyas bases se mantienen en lo profundo de la metafísica. La idea general es que las personas interesadas en esta temática se ilustren un poco acerca de la tecnología que abarcará toda la información del futuro, generar inquietudes que motiven al descubrimiento e investigaciones que generen discernimientos a partir de la descripción que se realiza desde el origen de la computación cuántica, sus elementos y su comportamiento.